Cr3+∶MgAl2O4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应*

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3+∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3+∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3+∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

YAG∶Cr^3＋晶体的基态能级分裂及扬-特勒效应

应用不可约张量法和群的理论构造了三角对称晶场中3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵。矩阵中考虑了自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其他轨道相互作用,利用该矩阵计算了YAG∶Cr3 晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献,理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的。在此基础上,进一步研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其他轨道相互作用对YAG∶Cr3 晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-自旋和自旋-其他轨道相互作用对YAG晶体基态光谱精细结构和零场分裂参量的影响都是不可忽略的。通过理论计算值和实验值的比较,证实了在YAG∶Cr3 晶体光谱中扬-特勒效应的存在。     

红宝石晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用，自旋-自旋相互作用的3d³/3d⁷离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵，利用该矩阵计算了红宝石晶体的基态能级、零场分裂参量和Jahn-Teller效应，研究了自旋-轨道的自旋二重态对基态能级的贡献，证明其二重态对基态能级的贡献是不可忽略的，理论计算值与实验值相符合.在此基础上，进一步研究了自旋-自旋相互作用对红宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响，发现自旋-自旋相互作用对零场分裂参量的影响是不可忽略的. 关键词： 基态能级 精细结构 自旋-轨道相互作用 零场分     

YAG:Cr3+晶体的基态能级分裂及扬-特勒效应

应用不可约张量法和群的理论构造了三角对称晶场中3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵.矩阵中考虑了自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其他轨道相互作用,利用该矩阵计算了YAG.Cr3 晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献,理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其他轨道相互作用对YAG:Cr3 晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-自旋和自旋-其他轨道相互作用对YAG晶体基态光谱精细结构和零场分裂参量的影响都是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在YAG:Cr3 晶体光谱中扬-特勒效应的存在.     

Ni~(2 )∶CsMgCl_3晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d2/3d8态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,研究了CsNiCl3单晶掺入Cs MgCl3晶体后光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Teller效应以及自旋单重态对Ni2 离子基态能级的影响,理论与实验相符合.研究了自旋-自旋耦合作用和Trees修正对Ni2 :Cs MgCl3晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现有五种机理会影响零场分裂参量:(1)自旋-轨道耦合机理;(2)自旋-自旋耦合机理;(3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理;(4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理,(5)自旋-自旋作用与Trees联合耦合机理.其中自旋-轨道耦合机理是最主要的,其它几种机理也是不可忽略的.     

LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中3d5组态离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,利用该矩阵计算了LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂、晶体结构、Jahn-Teller(J-T)效应,其理论计算值与实验值相符合,并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响,证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的,自旋二重态对基态能级的贡献虽很小,但却是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋-轨道耦合作用、自旋-自旋耦合作用对LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道耦合作用是最主要的,自旋-自旋耦合作用也是不可忽略的. 研究表明,该种物质的四重态光谱结构中含有J-T效应. 其产生原因是自旋-轨道耦合及三角畸变的共同作用的结果,两者缺一不可.     

CsNiCl3晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d2/3d8态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,研究了CsNiCl3晶体的光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Telller效应以及自旋单重态对Ni2+离子基态能级的影响,理论与实验相符合.在此基础上,进一步研究了以前工作中被忽略的自旋-自旋耦合作用和Trees修正对CsNiCl3晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现有四种机理会影响零场分裂参量:1)自旋-轨道耦合机理,2)自旋-自旋耦合机理;3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理;4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理,其中自旋-轨道耦合机理是最主要的,其他三种机理也是不可忽略的.     

掺入Mg2+对CsNiCl3晶体的基态能级、零场分裂参量及Jahn-Teller效应的影响

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d2/3d8态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,在考虑了以前工作中被忽略的自旋-自旋耦合作用的基础上计算了CsNiCl3晶体和CsNiCl3:Mg2+晶体的基态能级、晶体结构、零场分裂参量和Jahn-Teller效应,研究了掺入Mg2+对CsNiCl3晶体的光谱、零场分裂参量及Jahn-Teller效应的影响和自旋单重态对基态能级的贡献,发现掺杂使得晶体结构产生畸变,从而改变晶体光谱的精细结构和零场分裂参量,不改变Jahn-Teller效应的分裂规律但改变分裂的大小.     

Ni2+：CsMgCl3晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d2/3d8态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,研究了CsNiCl3单晶掺入CsMgCl3晶体后光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Teller效应以及自旋单重态对Ni2+离子基态能级的影响,理论与实验相符合.研究了自旋-自旋耦合作用和Trees修正对Ni2+:CsMgCl3晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现有五种机理会影响零场分裂参量:(1)自旋-轨道耦合机理;(2)自旋-自旋耦合机理;(3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理;(4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理,(5)自旋-自旋作用与Trees联合耦合机理.其中自旋-轨道耦合机理是最主要的,其它几种机理也是不可忽略的.     

LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中3d⁵组态离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵，利用该矩阵计算了LiNbO₃∶Fe³⁺晶体的光谱精细结构、零场分裂、晶体结构、Jahn-Teller(J-T)效应，其理论计算值与实验值相符合，并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响，证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的，自旋二重态对基态能级的贡献虽很小，但却是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋-轨道耦合作用、自旋-自旋耦合作用对LiNbO₃∶Fe³⁺晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响，发现自旋-轨道耦合作用是最主要的，自旋-自旋耦合作用也是不可忽略的. 研究表明，该种物质的四重态光谱结构中含有J-T效应. 其产生原因是自旋-轨道耦合及三角畸变的共同作用的结果，两者缺一不可.     

Fe_2P_2S_6晶体基态能级的精细结构及其Jahn-Teller效应的研究

在弱场图像下,利用Racah不可约张量算符方法得到了三角对称3d4/3d6电子组态的完整的哈密顿矩阵。研究了Fe2P2S6晶体中Fe2+的基态能级和晶体结构,考虑了自旋-轨道耦合与自旋-自旋耦合对基态能级的影响,对Fe2P2S6晶体基态能级和电子顺磁共振的零场分裂进行了计算。计算结果与实验值符合得较好。基于此计算结果,对基态能级和零场分裂中的自旋-轨道耦合、自旋-自旋耦合以及3 L低自旋态进行了更深入的研究,并对Fe2P2S6晶体的Jahn-Teller效应进行了研究。     

CsNiCl3晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d²/3d⁸态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵，研究了CsNiCl₃晶体的光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Telller效应以及自旋单重态对Ni²⁺离子基态能级的影响，理论与实验相符合.在此基础上，进一步研究了以前工作中被忽略的自旋-自旋耦合作用和Trees修正对CsNiCl₃晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响，发现有四种机理会影响零场分裂参量：1)自旋-轨道耦合机理，2)自旋-自旋耦合机理；3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理；4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理，其中自旋-轨道耦合机理是最主要的，其他三种机理也是不可忽略的. 关键词： 基态能级 精细结构 零场分裂 自旋-自旋耦合     

掺入Mg2+对CsNiCl3晶体的基态能级、零场分裂参量及Jahn-Teller效应的影响

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d²/3d^８态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵，在考虑了以前工作中被忽略的自旋-自旋耦合作用的基础上计算了CsNiCl₃晶体和CsNiCl₃:Mg²⁺晶体的基态能级、晶体结构、零场分裂参量和Jahn-Teller效应，研究了掺入Mg²⁺对CsNiCl₃晶体的光谱、零场分裂参量及Jahn-Teller效应的影响和自旋单重态对基态能级的贡献，发现掺杂使得晶体结构产生畸变，从而改变晶体光谱的精细结构和零场分裂参量，不改变Jahn-Teller效应的分裂规律但改变分裂的大小. 关键词： 基态能级 掺杂 零场分裂 自旋-自旋耦合     

绿宝石晶体自旋二重态对基态能级的影响及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中考虑自旋 轨道相互作用,自旋 自旋相互作用和自旋 其它轨道相互作用的3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵.利用该矩阵计算了绿宝石晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献.理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋 自旋相互作用、自旋 其它轨道相互作用和自旋 轨道相互作用对绿宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋 自旋和自旋 其它轨道相互作用对绿宝石晶体基态能级和零场分裂参量的影响都是不可忽略的.从而通过理论计算值和实验值的比较,证实了在绿宝石晶体中Jahn Teller效应的存在,它能够对光谱精细结构的分裂提出一些更加合理的解释.     

MnFe204晶体的基态能级和零场分裂参量

由不可约张量理论构成一个3d^4／3d^6离子三角(C3v)对称的晶体场和自放—轨道相互作用哈密顿矩阵，由这个晶体场和自放—轨道相互作用哈密顿矩阵被完全对角化后能够求出MnFe204晶体中的Fe^2 离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F—a，计算了低自旋态(^3L态)对电子顺磁共银零场分裂参量(D，F—a)的贡献。结果显示低自放^3L态对电子顺磁共振的零场分裂参量的贡献是较强的。理论计算的结果与实验值是相符的。     

GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

GeFe2O4是一种单晶化合物,考虑到由3个〈111〉方向之一的一个轴,从一个中心位置到另一个中心位置之间,以Fe2+离子为中心离子和O2-为配体构成了三角(C3v)对称体系.利用不可约张量理论,建立了3d4/3d6离子三角(C3v)对称的晶体场和自旋相互作用哈密顿矩阵,因此,由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe2O4中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振(EPR)零场分裂的贡献.结果显示自旋三重态对基态零场分裂的贡献是较强的,理论计算结果与实验值相符.     

ZnAl_2O_4∶Cr~(3 )晶体~4 A_2基态ZFS及其三角晶格畸变研究

用对角化哈密顿矩阵的方法,借助Ｎｅｗ ｍａｎ 晶场叠加模型,研究了ＺｎＡｌ２Ｏ４∶Ｃｒ３ ＋ 晶体的基态零场分裂（ＺＦＳ） 及其电子光谱,理论结果与实验一致．定量研究表明,掺杂晶体ＺｎＡｌ２Ｏ４∶Ｃｒ３ ＋ 中,络离子（ＣｒＯ６）９ － 局域结构应有压缩的三角畸变（Δθ＝ ３ ．０６°） ．同时指出,自旋二重态对４ Ａ２ 基态ＺＦＳ参量ｂ０２ 的贡献不可忽略,而对ｇ 因子的贡献甚微．     

孤立的Eu2+在立方晶场中基态能级的分裂

用量子力学微扰论方法计算了Eu^2 在立方晶场中基态能级分裂的一级修正，并给出了相应能级的零级近似波矢。     

具有D4h对称性构型的C42+分子的Jahn-Teller效应与能级分裂

依据量子理论与配位场理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了C42+分子在具有D4h对称性构型时,E(b1g+b2g)系统的Jahn-Teller效应中的相关问题.研究了C42+分子的电子态与声子态的对称性及其活跃声子态,讨论了系统声子间的耦合与CG系数,构建了E(b1g+b2g)系统的电声耦合哈密顿量,利用幺正平移变换将系统变换到了无声子激发的空间中,由此计算出了系统无声子激发的基态与激发态及其能级,结果表明由于系统的电声耦合作用缘故,在系统的势能面上形成了四个对称性势阱.无论系统处在哪一个势阱中,在Jahn-Teller畸变之后,系统的二重简并的能级都将发生分裂,分裂后系统电子态的简并性完全被消除.文中利用群论又进一步探讨了系统的Jahn-Teller畸变方向及其基态对称性,发现系统将沿着D4h→D2h方向发生畸变.畸变后C24+分子的基态具有D2h群下的B1u对称性.     

ZnS∶Mn2+与ZnS∶Fe3+体系的基态零场分裂理论研究

在ZnS晶体中掺入Mn2+或Fe3+离子的EPR谱已得到了广泛的研究. 然而, 理论结果显示其EPR零场分裂的计算值远小于实验观察值, 这一理论与实验的矛盾至今仍未得到满意的解决. 假定在四面体ZnS中, S原子在成键时采取了sp3杂化轨道的形式, 从而使S离子显示出正的有效电荷. 从这一观点出发, 通过对角化三角场中的微扰能量矩阵, 使得ZnS∶Mn2+和ZnS∶Fe3+体系的EPR零场分裂参量α, D和(a-F)的实验值都能得到满意的解释.